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Lebensdauer


Die Lebensdauer eines Wälzlagers wird üblicherweise mit Hilfe der Lebensdauertheorie nach Palmgren abgeschätzt. Nach DIN ISO 281 kann die Lebensdauer mit Hilfe der Formel

 

Lh = (C/P)p

 

bestimmt werden.

 

Dabei bedeutet

 

Lh die nominelle Lebensdauer mit 10% Ausfall,

C die dynamische Tragzahl (nach DIN ISO 281, bzw. Katalogangaben des Herstellers),

P äquivalente Belastung.

 

Die Formel für nominelle Lebensdauer gilt für Standardwälzlager in einwandfreien Betriebsverhältnissen. Falls keine idealen Schmierungsbedingungen vorliegen, Schmutz in das Lager kommt oder höhere Temperaturen auftreten, kann die erweiterte Lebensdauerberechnung nach

 

L = a1 a2 a3 Lh

 

abgeschätzt werden.

 

a1  Anpassungsfaktor für die Lebensdauer (je nach geforderter Ausfallwahrscheinlichkeit) 
a2  Anpassungsfaktor für Stahlwerkstoff und Wärmebehandlung 
a3  Anpassungsfaktor für Schmierung 

 

Diese Formel gilt aber nur bei geringen Abweichungen von idealen Betriebsverhältnissen. Falls es häufig zu Mangelschmierung kommt oder kein ausreichender Schmierstoff zur Verfügung steht, ist diese Formel nicht anwendbar.

 

Prüfstandversuche und die Erfahrung aus praktischen Anwendungen zeigen, daß die Lebensdauer durch den Einsatz von Keramik um ein Mehrfaches ansteigen kann. Dieser Effekt, der vor allem auf die guten tribologischen Eigenschaften der Keramik zurückzuführen ist, wird durch die Norm nicht berücksichtigt. Unter Bedingungen, in denen Stahlwälzlager zwar eingesetzt werden, aber beispielsweise wegen schlechter Schmierung nur eine geringe Lebensdauer erreichen, halten Hybridwälzlager bis zu 100mal länger.

 

Vor allem bei extremen Betriebsbedingungen, in denen Stahlwälzlager nicht mehr betrieben werden können oder nach kürzester Zeit ausfallen, funktionieren Hybridwälzlager oft störungsfrei. Eine Abschätzung der Lebensdauer kann in solchen Fällen nur über eine Berechnung der Hertzschen Pressung im Lager und dem Vergleich mit Ergebnissen aus Anwendungen gleicher Belastung und Bedingungen erfolgen. Für Keramik- und Hybridwälzlager können bei Medienschmierung beispielsweise folgende Empfehlungen abgegeben werden:

 

bei 46 mm²/s (Öl, Fett)     Po < 2.400 MPa 
bei 0,4 mm²/s (Wasser, 80°C)     Po < 1.500 MPa 
bei 0 (=Trockenlauf)     Po < 1.000 MPa